Cientistas do Instituto Stowers de Pesquisa Médica identificaram semelhanças notáveis no desenvolvimento do cérebro entre humanos e lampreias marinhas, criaturas antigas que poderiam facilmente se enquadrar na descrição de monstros marinhos.
Os pesquisadores, liderados pelo Dr. Robb Krumlauf, investigaram a jornada evolutiva do cérebro dos vertebrados. Os resultados lançam luz sobre nossa ancestralidade compartilhada com uma criatura que parece estar em mundos distantes de nós.
Janela para um passado distante
A lampreia marinha, uma espécie com 500 milhões de anos, é um peixe sem mandíbula conhecido pela sua distinta boca em forma de ventosa com dentes afiados.
Ao contrário da maioria dos vertebrados que possuem mandíbulas, as lampreias marinhas oferecem uma perspectiva única sobre a evolução das características críticas dos vertebrados.
Este estudo concentrou-se no rombencéfalo, o segmento do cérebro responsável por controlar funções essenciais, como pressão arterial e frequência cardíaca.
As descobertas revelam que tanto os humanos como as lampreias marinhas constroem esta parte vital do cérebro usando um conjunto de ferramentas genéticas e moleculares surpreendentemente semelhante.
“Este estudo sobre o rombencéfalo é essencialmente uma janela para um passado distante e serve como modelo para a compreensão da evolução da complexidade”, explicou o co-autor do estudo, Dr. Hugo Parker.
Sugestão molecular fundamental
A investigação concentrou-se em uma pista molecular fundamental, o ácido retinóico (comumente conhecido como vitamina A), anteriormente entendido como guiando o circuito genético no desenvolvimento do rombencéfalo de espécies complexas.
Inesperadamente, esta sugestão molecular também é parte integrante do desenvolvimento do cérebro posterior da lampreia marinha, sugerindo um caminho evolutivo comum para todos os vertebrados.
“Houve uma divisão na origem dos vertebrados entre sem mandíbula e com mandíbula há cerca de 500 milhões de anos”, disse a principal autora do estudo, Dra. Alice Bedois, ex-pesquisadora de pré-doutorado no Laboratório Krumlauf.
“Queríamos entender como o cérebro dos vertebrados evoluiu e se havia algo único nos vertebrados com mandíbula que faltava em seus parentes sem mandíbula.”
Cérebro posterior da lampreia marinha
Colaborações anteriores entre o Laboratório Krumlauf e a Dra. Marianne Bronner, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, estabeleceram que os genes que estruturam o cérebro posterior da lampreia marinha são idênticos aos dos vertebrados com mandíbula, incluindo os humanos.
No entanto, o novo estudo revela o papel mais amplo do ácido retinóico no início deste circuito genético, sublinhando a natureza ancestral deste processo de desenvolvimento nos vertebrados.
Descoberta inesperada
Embora os investigadores soubessem que o ácido retinóico estimula o circuito genético para construir o rombencéfalo em espécies complexas, não se pensava que estivesse envolvido em animais mais simples, como as lampreias marinhas.
Os especialistas ficaram surpresos ao descobrir que o circuito do cérebro posterior da lampreia marinha também é iniciado pelo ácido retinóico, fornecendo evidências de que esses monstros marinhos e os humanos estão muito mais intimamente relacionados do que o previsto.
A descoberta desafia suposições anteriores sobre o desenvolvimento do cérebro da lampreia marinha. “Descobrimos que não apenas os mesmos genes, mas também o mesmo sinal está envolvido no desenvolvimento do cérebro posterior da lampreia marinha, sugerindo que este processo é ancestral de todos os vertebrados”, disse o Dr.
Molécula sinalizadora crucial
A investigação não só preenche uma lacuna evolutiva entre os humanos e as lampreias marinhas, mas também enfatiza o papel do ácido retinóico como uma molécula sinalizadora crucial no desenvolvimento dos vertebrados.
“As pessoas pensavam que, como as lampreias marinhas não tinham mandíbula, o seu cérebro posterior não era formado como o de outros vertebrados”, disse o Dr. “Mostramos que esta parte básica do cérebro é construída exatamente da mesma maneira que os ratos e até mesmo os humanos.”
Implicações do estudo
As implicações desta pesquisa vão além da fascinante comparação entre humanos e monstros marinhos.
O estudo abre novos caminhos para a compreensão da diversidade entre os vertebrados, sugerindo que, embora o modelo para a formação do rombencéfalo seja conservado, outros mecanismos contribuem para a vasta variedade observada no reino animal.
“Todos derivamos de um ancestral comum”, disse Bedois. “As lampreias marinhas forneceram uma pista adicional. Agora precisamos olhar ainda mais para trás no tempo evolutivo para descobrir quando o circuito genético que governa a formação do rombencéfalo evoluiu pela primeira vez.”
O estudo está publicado na revista Comunicações da Natureza.
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